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立體視檢查

立體視是大腦檢測雙眼視差(左右視網膜上影像的水平偏移)並將其轉換為深度知覺的功能。只有在融合後才能建立。中心凹融合實現精細立體視,周邊融合實現粗略立體視。

正常立體視可以精確到在10公尺外分辨8公分的深度差異。

立體視檢查用於以下目的。

  • 斜視評估:手術前後雙眼視功能評估及治療效果確認
  • 弱視評估弱視治療引起的雙眼視功能改善的定量評估
  • 小兒眼科篩檢:視覺發育評估及異常早期發現
  • 術後評估斜視矯正術、白內障術後雙眼視功能恢復確認
  • 就業及適性檢查:精密作業、汽車駕駛等所需立體視力的評估

立體視力(stereoacuity)以弧秒(arc second)表示。數值越小,表示立體視越精細。

  • 正常成人:約40~60弧秒
  • 高立體視力:40弧秒以下
  • 粗略立體視:約400~800弧秒
  • 實用立體視標準:200弧秒以下
Q 沒有立體視是否會影響日常生活?
A

即使沒有立體視,世界也絕不會看起來是平面的,日常活動不會有重大影響。這是因為單眼深度線索(透視、陰影、運動視差等)補充了深度知覺。但在需要雙眼視功能的場合,如精密作業、運動、駕駛等,可能會處於不利地位。透過斜視弱視治療,立體視有時也能改善,因此定期評估是有用的。

隨機點立體視覺檢查圖(FInD Stereo):環狀和凹陷刺激的深度圖及閾值估計的心理測量函數
隨機點立體視覺檢查圖(FInD Stereo):環狀和凹陷刺激的深度圖及閾值估計的心理測量函數
Wilkins L, et al. FInD stereo: a rapid, sensitive stereoacuity test. PLoS One. 2024;19(6):e0305036. Figure 1. PMCID: PMC11161055. License: CC BY 4.0.
使用隨機點圖形的FInD立體視覺檢查的A)環狀刺激和B)凹陷刺激的深度圖(自適應呈現從易到難的視差範圍)以及C)根據參與者反應估計立體視覺閾值的心理測量函數。這與本文「TNO測試(補色分離法)」部分中討論的隨機點法測量立體視覺閾值的原理相對應。

雙筆法是一種非常簡單的檢查,讓患者將兩支鉛筆的筆尖碰在一起。患者手持鉛筆,嘗試將其筆尖與檢查者手持的鉛筆筆尖(位於患者前方33公分處)相碰。在這兩種檢查中,如果患者能用雙眼完成但單眼失敗,則認為存在實用的雙眼視覺功能。

穿環法是製作一個直徑2-3公分的環,由檢查者手持,讓患者將彎成鑰匙形狀的鐵絲穿過環。與雙筆法相比,該方法單眼線索較少,對視差的感知要求更高。

兩種檢查的特點:

  • 無需分離雙眼即可進行的自然檢查
  • 可透過訓練完成(並非嚴格的立體視覺測量)
  • 簡便,無需特殊設備

Titmus立體視覺測試(偏振眼鏡法)

Section titled “Titmus立體視覺測試(偏振眼鏡法)”

該測試使用偏振眼鏡向左右眼呈現具有視差的視標,以測量近立體視覺功能。視標置於眼前40公分處。

檢查步驟:

  1. 讓患者佩戴偏振眼鏡
  2. 首先呈現視差最大的蒼蠅(3000秒),檢查患者是否能做出抓翅膀的動作
  3. 如果蒼蠅可行,則檢查三個等級的動物(400-100秒)
  4. 然後進入9個階段的圓圈(800到40秒弧)。

Titmus立體視測試的視差範圍:

視標視差範圍
蒼蠅約3000秒弧
動物400到100秒弧
圓圈800到40秒弧

注意: 在圓圈和動物中,單眼線索仍然存在,因此需要記住可能出現假陽性。

Q 為什麼Titmus立體視測試會出現假陽性?
A

在Titmus立體視測試的圓圈和動物中,即使不戴偏光眼鏡也能看到的單眼線索(如印刷的輕微凹凸、陰影等)可能仍然存在。因此,即使患者實際上沒有立體視覺,也可能出現假陽性。蒼蠅的視差較大(約3000秒弧),單眼線索較少,因此假陽性不易出現。TNO測試使用隨機點圖,沒有單眼線索,作為假陽性較少的補充測試使用。

該測試使用紅綠眼鏡分離雙眼,通過隨機點圖形測量立體視覺

特點:

  • 使用紅綠眼鏡(互補色法)進行雙眼分離
  • 隨機點圖形完全消除單眼線索
  • 偽陽性少
  • 測量範圍:480~15秒
  • 在確認有無雙眼視方面表現優異

這是透過實際物體的前後排列來測量立體視覺的最自然方法。

特點:

  • 不使用偏振或互補色濾鏡
  • 無需雙眼分離即可測量
  • 使用真實的三維物體,能夠進行最生理性的立體視覺評估
  • 用於近距離視力

該方法利用柱面透鏡陣列向雙眼呈現不同影像,無需眼鏡即可評估立體視覺的有無。

特點:

  • 無需眼鏡(偏振或補色)
  • 主要用於嬰幼兒及兒童的篩檢
  • 即使配合度低的幼兒也可適用
  • 更適合確認立體視的有無,而非定量測量

各檢查方法的比較:

檢查方法雙眼分離法單眼線索測量範圍主要適用年齡
兩筆法無法定量所有年齡
Lang立體視測試(圓柱繞射法)無法定量所有年齡
Titmus立體視測試偏光眼鏡有(圓形/動物)3,000至40秒2歲以上
TNO測試紅綠眼鏡480至15秒學齡兒童以上
Frisby測試近距範圍所有
Lang立體視測試圓柱繞射僅粗略定量嬰幼兒及以上

3. 依年齡選擇檢查與立體視發育

Section titled “3. 依年齡選擇檢查與立體視發育”

使用視覺誘發電位VEP)的研究顯示,出生後2個月時已存在雙眼視覺,出生後3至5個月時開始融合。立體視也在相同的年齡範圍(出生後3至5個月)被檢測到。最晚在出生後20週,超過75%的兒童可檢測到立體視。

使用隨機點卡片的研究報告指出,出生後1年5個月時立體視銳度可達60秒弧,但一般認為大約在4歲時達到60秒弧的立體視銳度。

立體視發育的關鍵時期:

  • 出生後2個月:雙眼視覺建立
  • 出生後3~5個月:融合與立體視覺開始
  • 出生後20週(約5個月):超過75%的兒童可檢測到立體視覺
  • 4歲左右:立體視銳度達到約60秒
年齡推薦檢查
嬰幼兒(~2歲)Lang立體視測試、行為觀察
幼兒(2~4歲)Titmus蒼蠅圖、Lang立體視測試
學齡兒童及以上Titmus全套、TNO測試、Frisby測試
成人所有檢查(根據目的選擇)

嬰幼兒期配合度低,因此不需戴眼鏡的Lang立體視測試和行為觀察較易執行。幼兒期可將Titmus蒼蠅的「抓翅膀動作」當作遊戲進行。學齡期以後,則可進行如TNO測試的精確測量。

根據年齡選擇檢查的注意事項如下所示。

  • 對於3歲以下兒童,優先確認立體視的「有無」而非定量檢查。
  • 偏光眼鏡(Titmus)有時難以獲得幼兒的佩戴配合。
  • Lang立體視測試檢查時間短,適合兒童。
  • 對於成人,也應根據目的(篩檢、精確評估、適性檢查)選擇檢查。

視力與立體視力之間存在某種關聯,但許多弱視患者仍表現出相當良好的立體視力。當視力下降到一定水平以下時,立體視力也會急劇下降。

使用ND濾光片降低單眼視力的實驗數據:

  • 視力降至0.3:立體視力在正常範圍內。
  • 視力0.2:立體視力下降。
  • 視力0.1:立體視可能消失。

從這種關係來看,即使單眼中度弱視視力約0.2至0.3),立體視也可能得以保留。但高精細立體視力(40至60秒角)容易受損,有時僅保留粗糙立體視(數百秒角水平)。

弱視患者的立體視功能容易受損,但透過弱視治療(如遮蓋健眼、光學矯正等)可能改善立體視功能。

容易發生立體視障礙的弱視類型:

  • 斜視弱視:由於雙眼眼位偏移,無法建立對應點,立體視功能嚴重受損。
  • 不等視性弱視:單眼視力下降導致立體視功能降低,但弱視視力改善後可能恢復。
  • 形覺剝奪性弱視:如先天性白內障等導致長期視覺剝奪,立體視功能恢復可能困難。
Q 弱視患者能否保持立體視功能?
A

取決於弱視的類型和程度。單眼視力在0.3左右時,立體視功能多能維持在正常範圍。斜視弱視因眼位偏移,立體視功能明顯受損。不等視性弱視弱視視力改善至0.3以上時,立體視功能可能恢復。弱視治療(遮蓋、稜鏡、手術等)後的立體視功能評估是治療效果的重要指標。

在立體視檢查中,排除單眼線索對於防止偽陽性至關重要。根據雙眼分離的強度和單眼線索的多少,各檢查方法可整理如下。

單眼線索較多(偽陽性風險較高)的方向:

  • Two pencil法 → Frisby test → Lang Stereotest → Titmus立體視檢查(circle/animal) → TNO檢查(最少)

臨床選擇指引

  • 篩檢目的(嬰幼兒):Lang Stereotest、行為觀察
  • 定性評估(立體視是否存在):Titmus蒼蠅圖、Lang立體視測試
  • 定量評估(立體視銳度的精確測量):TNO測試、Titmus圓圈
  • 需要避免偽陽性時:TNO測試(隨機點法)
  • 佩戴眼鏡困難時:Lang立體視測試、Frisby測試

大多數臨床立體視檢查在近距(30-40公分)進行。這是由於檢查器械操作上的便利性,但並不能完全反映日常生活中的立體視(包括遠距)。

  • Titmus立體視測試:近距(40公分)
  • TNO測試:近距(約40公分)
  • Frisby測試:近距至中距(可調整)
  • 兩筆法:近距(33公分)

當需要評估遠距立體視時(如職業適性檢查),使用遠距專用立體視檢查(如Howard-Dolman裝置)。

6. 立體視的神經機制與臨床應用

Section titled “6. 立體視的神經機制與臨床應用”

立體視的處理從視覺皮層(V1區)開始,涉及V2、V3、V4、MT區等廣泛的視覺處理系統。

主要處理路徑:

  • 雙眼視差的檢測:在初級視覺皮層(V1)中,左右眼的輸入被整合,根據視差做出反應的雙眼神經元發揮作用。
  • 轉換為深度:經過V2、V4和MT(V5)區域的處理,視差資訊被意識化為深度知覺。
  • 腹側路徑(What路徑):參與物體形狀和顏色的識別。
  • 背側路徑(Where路徑):參與物體位置和運動的處理,立體視覺主要在此路徑中處理。

立體視覺以融合(將雙眼影像合而為一的功能)為前提。融合有以下兩種:

  • 中心凹融合:中心凹附近的精確融合。精細立體視覺(數十秒等級)的基礎。
  • 周邊融合:周邊視網膜的融合。即使在粗略立體視覺(數百秒等級)中也能維持。

斜視弱視中,融合功能受損,因此立體視覺也受損。斜視手術後,融合功能改善有時可使立體視覺恢復。

立體視覺檢查對弱視斜視的篩檢有用,但需注意以下限制:

  • 僅憑單一的立體視覺檢查無法確診弱視斜視
  • 即使立體視覺良好,也可能存在微小斜視單眼注視症候群)。
  • 即使立體視覺不良,視力和眼位也可能正常(僅立體視覺選擇性受損的病例)。
  • 嬰幼兒難以理解和配合檢查,容易產生偽陰性。

立體視檢查的結果應與視力檢查、眼位檢查、眼球運動檢查相結合進行綜合判斷。

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